
核动力航母的续航能力有多可怕?1961年环球航行,现在黑科技更多
核动力航空母舰和传统动力航空母舰实际上是由蒸汽轮机驱动的,蒸汽轮机是先进版本的沸水,但一个是用油炉沸水,另一个是用原子炉燃烧。传统动力航空母舰的油一般热值高,安全性高,石油副产品重油便宜,所谓的核动力原子锅炉利用核反应堆进行铀235燃料棒的裂变反应,释放热能,加热锅炉。
(航母蒸汽轮机动力原理)
由于它们都是热水,我们只需要比较两者之间能释放多少能量就可以直观地得出结论。一公斤铀235释放的能量值约为8.210^13相当于2700吨煤燃烧释放的能量,1公斤煤释放约29MJ能量,1公斤重油释放约31MJ能量,因此燃烧约235公斤铀释放约2000吨重油!也就是说,即使一艘传统的动力航空母舰装载了1万吨燃油,它实际上也相当于核动力航空母舰的5公斤铀235!两者的差距,可以说是天壤之别!
(核裂变)
以我们最熟悉的辽宁舰为例,它的动力是4台国产TB-12蒸汽轮机和8台增压锅炉,四轴四桨推进,总功率约20万马力。辽宁舰的燃油舱最多可携带8000吨重油。在32节最高速度航行时,可一次航行约3850海里(7130公里),而在18节经济速度航行时,其续航能力可达7000海里(1.3万公里)。这样的耐力足以让辽宁舰在西太平洋的广阔海域驰骋,但如果要进行全球部署作战,即使搭配最新的901补给舰进行燃油补给,还是有些力不从心!
(辽宁舰)
另一方面,动力充沛的核动力航母根本不担心燃油短缺!世界上第一艘核动力航空母舰是1961年在美国服役的“企业号”航空母舰。其标准排水量约为7.5万吨,采用8座A2W压水反应堆和4台威斯汀豪斯蒸汽轮机,驱动4个重量29吨的大型螺旋桨,总动力28万马力!正是因为如此丰富的动力,企业号航母的最高航速达到了35节,是世界上所有航母中最多的!

(航母用压水反应堆)
一般来说,速度越高,单位时间能耗越高,航空母舰的耐久性大大降低。因此,大多数传统动力航空母舰在非作战条件下采用相对较慢的经济速度,目的是节约燃料!对于核动力航空母舰来说,它的能量几乎是无限的,所以巡航速度和最高速度并不重要,只要快乐,就会结束!1969年,企业号航空母舰、长滩号、班布里奇号核动力巡洋舰、海狼号核潜艇全球航行65天。整个航程超过3.5万海里。整个过程不仅没有燃油供应,而且几乎都是以20多节的高速行驶!
(企业号核动力航母环球航行)
事实上,企业号的动力远不止于此。一般来说,民用核电站的核燃料铀235的丰度约为3%。因此,即使是核电站也必须一次填充几吨燃料棒。航母内部空间狭小,难以填充和拆卸核燃料,成本高。因此,高丰度浓缩铀直接用于30%以上的高丰度浓缩铀。企业号核反应堆核燃料丰度约40%。每个反应堆首次填充约300公斤核燃料,即约120公斤铀235的有效燃烧成分。企业号共有8个核反应堆,共960公斤铀235,约192万吨重油!正是因为如此充足的能源供应,企业号在20节的高速下,续航里程依然可以达到惊人的40万海里!即使在美国航母各种高强度的全球任务部署下,企业号的第一锅核燃料也花了近15年的时间!
(库尔斯克号核动力潜艇燃料棒)
由于企业号八座反应堆过于占用舰体空间,未来的尼米兹级和最新的福特级将减少到两座反应堆的布局。虽然反应堆减少,但续航能力并没有降低。福特级已经开始使用90%以上的武器级铀,填充的燃料也减少了,但铀235的量变相增加,续航能力也大大提高。据说福特级A1B压水反应堆可以在不更换燃料的情况下实现全寿命,续航能力可以提高到百万海里的水平!常规动力和核动力的巨大差距一目了然,所以我们能做的就是加快核动力航母的建设和服务,因为我们的旅程是星海!
(福特级航母)





















